本文關鍵詞：支路不對稱定子繞組大型水輪發(fā)電機短路故障分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在水輪發(fā)電機設計過程中，選擇水輪發(fā)電機轉速時，不僅要考慮額定電壓、額定功率因數和定子線負荷等電機基本參數，，還要計及水輪機的轉速。由于在設計水輪機轉速時受水力條件影響較大，幾者之間往往不能匹配，為提高電機設計合理性可采用支路不對稱繞組連接方案。本文以一臺300MW采用支路不對稱定子繞組連接方案的水輪發(fā)電機為研究對象，利用有限元法，對發(fā)電機發(fā)生定子短路故障和勵磁繞組匝間短路故障時的瞬態(tài)過程進行仿真分析。 本文首先對電機定子繞組支路對稱條件進行了分析研究，根據傳統繞組連接方法針對不同的繞組連接型式，提出適用于支路不對稱繞組的疊繞組和波繞組連接方法，并應用該方法得到兩種波繞組連接方案和兩種疊繞組連接方案。建立了二維的場-路-運動耦合有限元模型，對空載運行工況進行仿真分析，得到不同繞組連接方案了各支路電流波形、定子電壓波形及其諧波含量、電壓波形畸變率和電話諧波系數。 其次，在發(fā)電機在空載運行工況時，對定子繞組發(fā)生三相短路、兩相短路和單相短路三種故障情況進行仿真分析，獲得故障時的三相電流、各支路電流和勵磁繞組電流瞬態(tài)波形。分析了不同繞組連接方案時，各支路電流的變化規(guī)律，揭示了支路不對稱繞組水輪發(fā)電機故障時的支路電流特點。同時分析了阻尼繞組對發(fā)生3種不同故障的相電流和勵磁電流瞬態(tài)波形的影響。 最后，通過對發(fā)電機空載運行工況勵磁繞組匝間短路進行分析，得到了故障后勵磁電流以及定子支路中分數次諧波隨著短路匝數的變化規(guī)律，并分析了短路位置對定子支路電流中故障特征量的影響。根據上述研究結果本文提出了適用于采用支路不對稱繞組電機的勵磁繞組匝間短路故障診斷方法，該方法突破了傳統探測線圈和定子環(huán)流特性等診斷方法將定子支路間環(huán)流有無作為判定依據而不能用于采用支路不對稱繞組發(fā)電機上的局限性，可以有效的診斷出采用支路不對稱繞組發(fā)電機勵磁繞組匝間短路故障的發(fā)生。
【關鍵詞】：水輪發(fā)電機 支路不對稱繞組 短路故障 場路耦合
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM312
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景和研究意義10-12
• 1.2 課題研究現狀12-17
• 1.2.1 支路不對稱繞組研究現狀12-13
• 1.2.2 定子突然短路故障研究現狀13-15
• 1.2.3 勵磁繞組匝間短路故障診斷研究現狀15-17
• 1.3 本文研究的主要內容17-19
• 第2章 支路不對稱繞組及其計算模型19-32
• 2.1 支路不對稱繞組理論19-21
• 2.1.1 繞組對稱條件19-20
• 2.1.2 繞組型式20-21
• 2.1.3 繞組連接方案21
• 2.2 二維場路耦合有限元模型21-27
• 2.2.1 物理模型21-22
• 2.2.2 數學模型22-25
• 2.2.3 電路模型25-27
• 2.2.4 場路耦合模型27
• 2.3 空載運行工況分析27-31
• 2.3.1 支路環(huán)流計算28-29
• 2.3.2 電壓波形分析29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 支路不對稱定子繞組短路故障分析32-47
• 3.1 三相短路故障32-37
• 3.1.1 不同繞組連接方案三相短路分析32-35
• 3.1.2 阻尼繞組對三相短路電流的影響35-37
• 3.2 兩相短路故障37-41
• 3.2.1 不同繞組連接方案兩相短路分析37-40
• 3.2.2 阻尼繞組對兩相短路電流的影響40-41
• 3.3 單相短路故障41-46
• 3.3.1 不同繞組連接方案單相短路分析42-44
• 3.3.2 阻尼繞組對單相短路電流的影響44-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第4章 勵磁繞組匝間短路故障分析47-58
• 4.1 匝數對勵磁繞組匝間短路影響47-50
• 4.2 短路位置對勵磁繞組匝間短路影響50-52
• 4.3 勵磁繞組匝間短路故障診斷方法52-57
• 4.3.1 小波變換基本原理52-54
• 4.3.2 診斷方法54-55
• 4.3.3 方法驗證55-57
• 4.4 本章小結57-58
• 結論58-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文64-65
• 致謝65

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 孫宇光,王祥珩,歐陽蓓,王維儉;凸極同步發(fā)電機定子繞組內部故障的瞬態(tài)計算及有關保護方案的分析[J];電工技術學報;2001年01期

2 朱元巢;水輪發(fā)電機采用不對稱定子繞組初探[J];大電機技術;1988年04期

3 李林合;梁艷萍;黃浩;;大型水輪發(fā)電機支路不對稱定子繞組連接問題的探討[J];大電機技術;2006年02期

4 李林合;梁艷萍;孫玉田;黃浩;;水輪發(fā)電機定子繞組支路不對稱磁勢諧波分析[J];大電機技術;2006年05期

5 李金香;孫玉田;田昕;焦曉霞;;大型空冷汽輪發(fā)電機定子不對稱支路繞組設計與解析分析[J];大電機技術;2010年01期

6 李金香;孫玉田;田昕;焦曉霞;;大型空冷汽輪發(fā)電機定子不對稱支路繞組性能的數值分析[J];大電機技術;2010年02期

7 李存鵬;黃浩;李金香;;汽輪發(fā)電機定子繞組三支路設計[J];大電機技術;2010年03期

8 李林合;梁艷萍;黃浩;;水輪發(fā)電機定子繞組不對稱支路電磁參數計算模型[J];電機與控制學報;2006年03期

9 鄒文學;龐兵;陳慶國;;非線性電力系統中對稱分量法的應用[J];電機與控制學報;2011年05期

10 李和明,萬書亭,李永剛;基于定子繞組并聯支路環(huán)流特性的發(fā)電機故障識別方法[J];電力系統自動化;2005年06期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 王安寧;基于相分量法的電力系統故障計算方法研究[D];山東大學;2009年

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本文編號：320201